عنوان
سنتز احتراق محلولي اكسيد آهن
نويسنده اصلي
تارا كريم‌زاده ثابت،كيارش جهانديده
مقطع تحصيلي
كارشناسي
چكيده
با توجه به افزايش روزافزون نياز به سيستم‌هاي ذخيره‌ي انرژي دوستدار محيط زيست مانند ابرخازن‌ها، اكسيد آهن و به‌ويژه مگنتيت به دليل سازگاري با محيط زيست، سميت كم، قيمت پايين و خواص شيمي‌فيزيكي منحصربه‌فرد مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. شيوه‌ي توليد اين ماده از نظر صرفه‌جويي در زمان و انرژي، سادگي و هم‌چنين همگن بودن محصول اهميت بسياري دارد. در اين پژوهش ابتدا اكسيد آهن با نسبت‌هاي سوخت به اكسنده يا φ با مقادير 0.5، 0.75، 1 و 1.5 به روش احتراق محلولي و با استفاده از پيش‌ماده‌ي فلزي نيترات آهن 9 آبه (اكسيد كننده) و سيتريك اسيد و گلايسين (سوخت تركيبي) در محيط بي‌دررو سنتز گرديد. تأثير مقدار نسبت φ بر كنترل مكانيزم واكنش احتراق، مورفولوژي، و تركيب محصولات مورد بررسي قرار گرفت و به اين منظور نمونه‌هاي سنتز شده توسط پراش پرتوي ايكس (XRD) و تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مشخصه‌يابي شدند. با افزايش نسبت سوخت به اكسنده، ابتدا مگنتيت و سپس مخلوطي از هماتيت و مگنتيت ظاهر شدند. هم‌چنين، با افزايش φ خروج گاز بيشتر شد، دانه‌ها ريزتر شدند و در نسبت‌هاي بالاتر به علت زينتر شدن دانه‌ها در دماي بالا، رشد ذرات و آگلومراسيون روي داد. سپس با ساخت الكترود ابرخازن، خواص الكتروشيميايي با به‌كارگيري تكنيك‌هاي ولتامتري چرخه‌اي (CV) و شارژ-دشارژ گالوانواستاتيكي (GCD) در الكتروليت KOH 6 مولار مورد ارزيابي قرار گرفت؛ كه در اين بررسي‌ها در چگالي جريان ثابت A/g1 مقدار ظرفيت ويژه‌ي 26.5 فاراد بر گرم براي نمونه‌ي اكسيد آهن سنتز شده با نسبت سوخت به اكسنده 0.5، 59.12 فاراد بر گرم براي نسبت 1، و 39.06 فاراد بر گرم براي نسبت 1.5 به دست آمد. با افزايش مقدار φ از 0.5 تا 1 ظرفيت الكترود ساخته شده افزايش و پس از آن تا 1.5 كاهش يافت. بنابراين، اكسيد آهن با نسبت سوخت به اكسنده‌ي 1 بيشترين ظرفيت را ارائه داد، كه دليل آن تخلخل بيشتر و اندازه‌ي ذرات ريزتر بود. در نهايت نيز نانوكامپوزيت اكسيد آهن و گرافن با نسبت 90:10 به روش سنتز احتراق محلولي توليد شد و پس از مشخصه‌يابي، خواص الكتروشيميايي آن مورد بررسي قرار گرفت كه ظرفيت ويژه‌ي آن در چگالي جريان 1 آمپر بر گرم برابر با 59.87 فاراد بر گرم به دست آمد.
شماره ركورد
196618
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي مواد - گرايش طراحي مواد مهندسي
استاد راهنما
دكتر سيد مرتضي مسعودپناه، دكتر مسعود هاشمي نياسري